Le charbon

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• Le charbon est une roche sédimentaire combustible, d'origine biochimique riche en carbone, de couleur noire ou marron foncé, formée à partir de la dégradation partielle de la matière organique des végétaux. il est donc créé à partir de biomasse enfouie dans le sol généralement à plusieurs kilomètres de profondeur. Il est exploité dans des mines appelées charbonnages en tant que combustible. A la fin du XVIII la principale source d'énergie le charbon est à l'origine de la révolution industrielle. La grande Bretagne, la France et l'Allemagne ont ainsi bénèficié, de gisements qu'ils ont pu exploiter à proximité des zones.

Couvrant 26,9 % des besoins énergétiques mondiaux en 2018, le charbon est la seconde ressource énergétique de l'humanité, derrière le pétrole (31,6 %), et la première source d'électricité avec 38,2 % de la production d'électricité en 2018, part estimée par BP à 36 % en 2019.

Plus de 70 % de la consommation mondiale en 2019 sont concentrés sur trois pays : Chine 51,7 %, Inde 11,8 % et États-Unis 7,2 %.

Souvent appelé houille, il était autrefois appelé charbon de terre en opposition au charbon de bois.

Au cours de plusieurs millions d'années, l'accumulation et la sédimentation de débris végétaux dans un environnement de type tourbière provoque une modification graduelle des conditions de température, de pression et d'oxydo-réduction dans la couche de charbon qui conduit, par carbonisation, à la formation de composés de plus en plus riches en carbone : la tourbe (moins de 50 %), le lignite (50 à 60 %), la houille (60 à 90 %) et l'anthracite (93 à 97 %). La formation des plus importants gisements de charbon commence au Carbonifère, environ de -360 à -295 Ma.

Les réserves mondiales de charbon sont estimées à 1 070 Gt (milliards de tonnes) fin 2019, dont 23,3 % aux États-Unis, 15,2 % en Russie, 13,9 % en Australie et 13,2 % en Chine, soit 132 ans de production au rythme de 2019 ; cette production est à près de 80 % située dans cinq pays : la Chine (47,3 %), l'Inde (9,3 %), les États-Unis (7,9 %), l'Indonésie (7,5 %) et l'Australie (6,2 %) ; elle a progressé de 158 % en 46 ans (1973-2019) malgré une baisse de 2,5 % en 2015 et de 6 % en 2016, suivie d'une remontée de 3,3 % en 2017, de 3,3 % en 2018 et de 1,5 % en 2019. L'AIE prévoit que la production mondiale devrait être stable entre 2018 et 2023, la baisse de la consommation en Europe et Amérique du nord étant compensée par son augmentation en Inde et en Asie du Sud-Est.

Son extraction dans les mines a rendu possible la révolution industrielle au xixe siècle. Sa combustion engendre 44,0 % des émissions de CO2 dues à l'énergie en 2018, contre 34,1 % pour le pétrole et 21,2 % pour le gaz naturel. Pour atteindre l'objectif des négociations internationales sur le climat de maintenir la hausse des températures en deçà de 2 °C par rapport à l'ère préindustrielle, il faudrait globalement s'abstenir d'extraire plus de 80 % du charbon disponible dans le sous-sol mondial, d'ici à 2050.

• Le terme charbons désigne des des roches sédimentaires startifiées, combustibles, de couleur sombre, formées principalement de débris végétaux. On distingue parmi ces charbons :

- la tourbe (65%C), légère, brune, médiocre combustible. Ce n'est pas une roche mais un sédiment essentiellement organique en cous de diagenèse. Elle a un pouvoir calorifique d'environ 12500 kJ/kg

1. La tourbe blonde provient de la transformation des sphaignes. Elle est riche en fibre de cellulose et en carbone. Sa texture est dite fibrique. Ses autres traits essentiels sont sa faible densité, sa forte teneur en eau et sa pauvre teneur en cendre minérale car souvent jeune (2 000 ans).

2. La tourbe brune provient de la transformation de débris végétaux ligneux (arbres divers) et d'éricacées. Elle est composée de fibres mélangées à des éléments plus fins, provenant d'une dégradation plus poussée des végétaux, lui donnant une texture mésique. Elle est plus âgée (5 000 ans) que la précédente.

3. La tourbe noire provient de la transformation des Cyperaceae. Elle est riche en particules minérales et organiques fines. Il y a moins de carbone et plus de cendres. La texture est le plus souvent saprique, c'est-à-dire que la tourbe est plastique et moins fibreuse. Visuellement, la tourbe noire se distingue facilement de la tourbe blonde par sa couleur foncée. Une tourbe blonde très ancienne tend à se rapprocher, par certains caractères de la tourbe noire.

- Lignite (70-75% de C) : brun noir et terne, à débris ligneux bien reconnaissables, à pouvoir calorifique de l'ordre de 20 000 kJ/kg. Présente dans des dépôts fossiles d'âge secondaire ou tertiaire

- Houille (s.l.) ou charbon (85% de C) : noir, mat ou brillant, tâchant les doigts. Bon combustible 32 000kJ/kg

- Anthracite (95% de C) : noir, brillant, ne tâchant pas les doigts. Elle possède le pouvoir calorifique le plus élevé : > 40 000kJ/kg

• Attention à cette série dite classique : la majorité des tourbes actuelles sont faites de sphaignes donc de Bryophytes et des charbons de ces-derniers sont rares. De plus, les tournières actuelles sont rarement dans des zones subsidentes et ne donneront donc certainement pas de charbons.

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Historique Depuis très longtemps le charbon de terre a été exploité en Belgique, dans le Hainaut Impérial, où la découverte et l'exploitation datent de la fin du XIIè siècle, début du XIIIè siècle. Le charbon couramment exploité dans le Bassin de MONS n'a été recherché dans la région de VALENCIENNES qu'au début du XVIIIè siècle. Cela tient probablement à ce que les veines de charbon, affleurant dans la région de MONS, allaient en s'approfondissant vers l'ouest. Elles étaient rapidement recouvertes par les "morts terrains", le plus souvent gorgés d'eau, ce qui rendait la prospection aléatoire et difficile. Voilà bientôt trois siècles, le 3 février 1720, près d’un bois de Fresnes-sur-Escaut, après 18 mois de travaux, les premiers mineurs de la région découvraient le charbon de terre. En ce début du XVIIIe siècle, quelques aristocrates, prêts à la conquête industrielle, mettaient leur esprit d’entreprise au service de notre région, faisant brusquement passer Fresnes de l’activité essentiellement agricole à l’ère industrielle. C’est le traité d’Utrecht signé le 11 avril 1713 qui, en coupant la province du Hainaut en deux parties, l’une française, l’autre impériale, qui rompit l’équilibre économique. Les conseillers du roi cherchaient à réduire les dépenses occasionnées par l’achat de charbon dans le Borinage. Ils aidèrent financièrement les premières recherches charbonnières sur notre territoire. Dès 1716, Nicolas Desaubois, trésorier de la ville de Condé, constitua une société avec le vicomte Jacques Desandrouin, son frère Pierre Desandrouin et Pierre Taffin audiencier à la chancellerie du Parlement de Flandre. Le roi de France lui octroya un privilège exclusif pour 15 années entre Escaut et Scarpe. La concession prit le nom de Desaubois mais la responsabilité technique fut confiée à Jacques Desandrouin. Le vicomte, qui possédait des charbonnages dans la région de Charleroi, fit venir un expert, Jacques Mathieu, pour diriger les travaux de prospection. Celui-ci quitta Lodelinsart, près de Charleroi, dont il était le bailli, emmenant avec lui sa famille et vingt ouvriers qui s’installèrent à Fresnes. Dès le 1er juillet 1717, Jacques Mathieu ouvrit deux fosses le long de la route de Valenciennes. Ce fut un échec. Les difficultés financières et techniques devenant de plus en plus grandes, la société fut dissoute. Mais Jacques Desandrouin s’obstinât et les travaux reprirent. Vers la fin de 1718, on ouvrit deux grandes fosses vers le couchant, à l’entrée d’un bois, en un lieu- dit « l’enclos de Collard ». cet enclos se situait approximativement au croisement des rues du Bois et Jacques Renard actuelles. Le 3 février 1720, à 70 mètres de profondeur, on trouva du charbon maigre. Cet événement fit grand bruit jusque Valenciennes et Douai. De nombreux autres fonçages furent entrepris. La compagnie Desandrouin-Taffin ne devait commencer à être rentable qu’en 1734. Depuis le premier sondage au Point du Jour en 1716, jusqu’à la cessation d’activité de la fosse Soult en 1947, quarante-six fonçages de puits avaient été effectués sur le territoire communal. Des théories a propos de la formation du charbon L'Abbé Boulay ayant publié une thèse sur la flore du Houiller, il y distingue quatre zones paléontologiques : Zone inférieure : charbons maigres, type VICOIGNE. Zone moyenne : charbons demi gras, type ANZTN. Zone supérieure : Charbons gras, la plus riche. Zone des charbons très gras, type LENS et VERMELLE. Gosselet pense que dans le grand Bassin du Mord, il existe des bassins restreints avec leurs florules particulières. La paléontologie permet détablir des analogies de proche en proche, mais sans dépasser 3 à 4 kilomètres. Pour Henri Douvillé, il n'y a que deux Houillers séparés par un grand phénomène géologique. Le Houiller Inférieur serait un dépôt de rivage, riche en houille, avec des schistes et des grès, en concordance sur les terrains plus anciens. Le Houiller Supérieur, représenté par les couches inférieures de SARREBRUCK passerait insensiblement aux terrains plus récents. Entre les deux s'est produit un grand phénomène qui a dû changer brusquement la forme des continents. Mais les faits ne sont pas conformes à cette théorie : la végétation du Nord-Pas de Calais est identique à celle de la SARRE inférieure. Cela entraîne comme conséquence que pendant que la région de la SARRE se soulève, le Bassin de NAMUR s'enfonce et qu'il est envahi par la mer. Après le dépôt du Calcaire Carbonifère, le mouvement s'inverse et le dépôt du Houiller s'est prolongé beaucoup plus longtemps dans la SARRE. Ce ne sont pas de grands cataclysmes, mais des oscillations lentes accompagnées de plissements qui ont créé les bassins. En 1878, Gosselet confirme cette dernière théorie. En ce qui concerne les plissements, Gosselet parle en 1860 de la Grande Faille. En 1873, Malherbe parle de Faille Eifélienne et Cornet préfère lui donner le nom de Faille du Midi. Cette faille est postérieure au dépôt du Houiller. La Crête du CONDROZ sépare au moment du dépôt les deux bassins qui, au moment du Dévonien devaient communiquer par le Bassin d'AIX la CHAPELLE. En 1879, Gosselet essaie d'interpréter le plissement du CONDROZ. De MONS à GRENAY, on a des houilles à gaz, avec des plantes abondantes. Un plissement relève le sol, la sédimentation devient impossible: c'est le CONDROZ, et l'affaissement du centre du bassin est la conséquence du retrait constant de l'écorce terrestre. C'est dans le Bassin de NAMUR que les couches sont les plus nombreuses, les plus épaisses et que l'affaissement est le plus considérable. En 1882, Grand'Eury publie dans les Annales des Mines un très important mémoire sur la formation de la houille, où il commence par rappeler les théories émises par ses prédécesseurs, tant Anglais qu'Allemands : Charles Lyell : les forêts houillères sont des forêts de deltas, et la pureté de la houille est due à la pureté de l'eau. Charles Dawson : les marécages houillers sont à comparer à ceux du Canada. L'affaissement y est contrebalancé par l'apport des limons. Lindell et James Hutton : la houille est le résultat de l'accumulation de végétaux tombés et pourris sur place. Geinitz: la houille est due à du gazon, des arbustes et de petits arbres plutôt qu'à de gros arbres. Ludwig : la houille est formée sur place dans des marais élevés et peuplés de stigmaria. Beere : la houille est le résultat d'un dépôt lent sous l'eau de matière charbonneuse, accidentellement limoneuse, et déposée en épaisseurs de 1/10 ème à 1/100 ème de pouce. Grand'Eury : La houille est essentiellement d'origine végétale. C'est un sédiment au même titre qu'un schiste. Il n'y a pas de végétaux en place dans la houille. Elle est formée dans une eau tranquille, mais profonde. Les empreintes dans la houille sont à plat, comme dans des schistes et non comme si elles étaient le résultat d'une formation sur place. Les forêts fossiles sont mortes par épaississement de la tranche d'eau. Les souches au mur sont dressées et tranchées, comme des "dessolardes" de St-ETIENNE. Il faut abandonner l'idée que la tourbe deviendra lignite et houille par suite du métamorphisme. La houille ne peut avoir à travers un bassin une régularité et une continuité qu'elle n'a jamais eues au moment du dépôt. La houille se forme avec une extrême lenteur, si lentement que le tassement se fait au fur et à mesure, la couche totale n'ayant éprouvé qu'une faible réduction d'épaisseur. ...................................................................... ....................................................................... .......................................................................

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Bibliographie

Pour citer cette page: (charbon)

ABROUGUI, M & al, 2021. Le charbon. In Didaquest [en ligne]. <http:www.didaquest.org/wiki/Le_charbon>, consulté le 6, mai, 2024

• https://www.ladissertation.com/Archives-du-BAC/BAC-Fran%C3%A7ais/Quelle-est-l'exploitation-et-l'origine-des-roches-%C3%A9nerg%C3%A9tiques-324152.html
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